【題目】由于燃料電池汽車,尤其氫燃料電池汽車可以實現(xiàn)零污染排放,驅(qū)動系統(tǒng)幾乎無噪音,且氫能取之不盡、用之不竭,燃料電池汽車成為近年來汽車企業(yè)關(guān)注的焦點。為了獲得競爭優(yōu)勢,各國紛紛出臺政策,加速推進(jìn)燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。燃料電池的燃料選擇有氫氣、甲醇等。

(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn),目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣合成為甲醇,甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。已知氫氣、甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式如下:

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285 kJ·mol-1

CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.0 kJ·mol-1

寫出二氧化碳與氫氣合成甲醇液體的熱化學(xué)方程式:________________________。

(2)有科技工作者利用稀土金屬氧化物作為固體電解質(zhì)制造出了甲醇—空氣燃料電池。這種稀土金屬氧化物在高溫下能傳導(dǎo)O2-

這個電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是______________;負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是________________。

在稀土氧化物的固體電解質(zhì)中,O2-的移動方向是______________。

甲醇可以在內(nèi)燃機(jī)中燃燒直接產(chǎn)生動力推動機(jī)動車運行,而科技工作者要花費大量的精力研究甲醇燃料汽車。主要原因是_____________________。

【答案】

(1)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+298.5 kJ·mol-1;

(2)O2+4e=2O2-CH3OH+3O2--6e=CO2↑+2H2O;

正極流向負(fù)極;燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高;

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,熱化學(xué)方程式×-熱化學(xué)方程式可得合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+298.5 kJ·mol-1,故答案為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+298.5 kJ·mol-1

(2)該燃料電池的正極是氧氣得電子,電極反應(yīng)式為O2+4e=2O2-,而負(fù)極則是甲醇失電子的反應(yīng),電極反應(yīng)式為CH3OH+3O2--6e=CO2↑+2H2O,故答案為:O2+4e=2O2-;CH3OH+3O2--6e=CO2↑+2H2O;

由于正極氧氣得電子生成O2-,從而導(dǎo)致正極富余O2-,而負(fù)極缺乏O2-,故在固體電解質(zhì)中O2-從正極流向負(fù)極,故答案為:正極流向負(fù)極;

燃料電池中使用的燃料不經(jīng)過燃燒而直接轉(zhuǎn)化為電能,能量轉(zhuǎn)化率高,故答案為:燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】常溫下,將一定量的鈉鋁合金置于水中,合金全部溶解,得到20mL含NaOH1mol/L的溶液,然后滴加1mol/L的鹽酸,測得生成沉淀的質(zhì)量與消耗鹽酸的體積關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是

A.原合金質(zhì)量為0.92g

B.圖中V2的值為60

C.圖中m的值為1.56

D.產(chǎn)生氫氣的體積為896mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

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【題目】下列各組離子中.在溶液里能大量共,且溶液為無色明的

A.NH4+、NO3-、Al3+CL-

B.Na+、SiO32-、NO3-、Fe3+

CNa+、MnO4-、K+SO42-

D.Na+、HCO3-、SO42-、Al3+

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【題目】分子式為C5H7Cl的有機(jī)物,其結(jié)構(gòu)不可能的是( )

A. 只含有1個雙鍵的直鏈有機(jī)物

B. 含有2個雙鍵的直鏈有機(jī)物

C. 含有1個雙鍵的環(huán)狀有機(jī)物

D. 含1個叁鍵的直鏈有機(jī)物

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【題目】等物質(zhì)的量的N2和CO一定含有相等的 ( )

質(zhì)量 體積 分子數(shù) 原子數(shù)

A.①② B.③④ C.①③④ D.①②③④

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【題目】五種固體物質(zhì)A、B、C、D、E由下表中不同的陰陽離子組成,它們均易溶于水。

陽離子

Na+

Al3+

Fe3+

Cu2+

Ba2+

陰離子

OH

Cl

CO32-

NO3

SO42

分別取它們的水溶液進(jìn)行實驗,結(jié)果如下:

A溶液與C溶液混合后產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,向該沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固體;

B溶液與E溶液混合后產(chǎn)生紅褐色沉淀,同時產(chǎn)生大量氣體;

少量C溶液與D溶液混合后產(chǎn)生白色沉淀,過量C溶液與D溶液混合后無現(xiàn)象;

B溶液與D溶液混合后無現(xiàn)象;

將38.4 g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中,Cu片不溶解,再滴加1.6 mol/L稀H2SO4,Cu逐漸溶解,管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)。

(1)據(jù)此推斷A的化學(xué)式為:A ;B ;

(2)寫出過量C與D發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。

(3)B溶液中滴入石蕊試液,現(xiàn)象是 ,原因是 (用離子方程式說明)

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【題目】下列做法體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)理念的有(
A.將廢舊電池扔入垃圾桶
B.將實驗室廢液集中進(jìn)行無害化處理
C.將造紙廠的污水直接排放
D.夏季將空調(diào)溫度設(shè)置在26℃以上

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(2)為了控制溫室效應(yīng),各國科學(xué)家提出了不少方法和設(shè)想。有人根據(jù)液態(tài)CO2密度大于海水密度的事實,設(shè)想將CO2液化后,送入深海海底,以減小大氣中CO2的濃度。為使CO2液化,可采用的措施是 (填字母)。

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C.減壓、降溫 D.增壓、降溫

(3)科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究,把過多的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有益于人類的物質(zhì)。如將CO2和H2以1∶4的比例混合,通入反應(yīng)器。在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng),可獲得一種重要的能源。請完成以下化學(xué)方程式CO2+4H2 +2H2O。 若將CO2與H2混合,在一定條件下以1∶3的比例發(fā)生反應(yīng),可生成某種重要的化工原料和水,該化工原料可能是 (填字母)。

A.甲烷 B.乙烯 C.乙醇 D.苯

(4)下列措施能快速、有效地減緩大氣中CO2增加的是 。

A.使用天然氣等燃料

B.控制全球人口增長

C.植樹造林,保護(hù)森林

D.立即減少煤和石油的燃燒

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